變壓器近距離出口短路的原因、危害及預(yù)防

摘要：變壓器近距離出口短路是變壓器最常見的故障，它的危害相當(dāng)嚴(yán)重。為了防止變壓近距離出口短路，文章首先探討了變壓器近距離出口短路的原因、危害，然后針對這些原因、危害的原因研究了具體的對策。

關(guān)鍵詞：變壓器；近距離；出口短路；供電線路；電能輸送 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM407 文章編號：1009-2374（2015）30-0117-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.30.061

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們的生活水平也在不斷提高，電能作為現(xiàn)代人們的生活、工作、學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，對電能的安全、可靠供給顯得尤為重要，而變壓器又是供電線路中必不可少的設(shè)備，因此確保變壓器的安全穩(wěn)定運行顯得尤為重要。

變壓器近距離出口短路是變壓器最常見的故障，它的危害相當(dāng)嚴(yán)重。它可以引發(fā)變壓器繞組變形甚至繞組燒毀，絕緣層損壞、鐵心損壞嚴(yán)重影響著人們的工作、學(xué)習(xí)和生活用電的穩(wěn)定性和可靠性。因此采取切實有效的措施，對變壓器近距離出口的短路現(xiàn)象加以防止，確保變壓器的安全穩(wěn)定運行具有十分重要的意義。

1 變壓器近距離出口短路的原因

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對電能需求量的增大，導(dǎo)致供電企業(yè)不得不想方設(shè)法增加電網(wǎng)的裝機容量，滿足社會的需要。外部用電負(fù)荷的增加必然會導(dǎo)致變壓器系統(tǒng)短路電流的劇增、短路容量的增大。而變壓器在科研、制造和設(shè)計的過程中，由于水平有限，常常導(dǎo)致變壓器抵抗出口短路沖擊的能力跟不上，再加上配電系統(tǒng)線路網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，一旦某兩條線路發(fā)生短路故障，就很容易導(dǎo)致別的線路也發(fā)生故障，這是近幾年變壓器近距離出口短路事故頻發(fā)的主要原因。

2 變壓器出口短路后能否正常使用的判斷方法

變壓器出口的短路嚴(yán)重影響著變壓器的使用壽命，一旦變壓器發(fā)生出口短路現(xiàn)象，首先，應(yīng)盡快采取措施判斷變壓器繞組是否變形、絕緣是否損壞，以確定變壓器能否可以繼續(xù)投入運行。那么如何才能準(zhǔn)確到位地判斷變壓器是否損壞？筆者認(rèn)為首先要進(jìn)行變壓器油色譜的測量，對油色譜盡快進(jìn)行分析，一旦發(fā)現(xiàn)油色譜中的C2H2急劇上升，說明變壓的繞組可能遭到燒壞甚至燒斷，絕緣層遭到破壞，如果油色譜中的C2H2沒有急劇上升則說明一切正常。其次，要用全面電氣試驗法進(jìn)一步對變壓器的繞組、絕緣層進(jìn)行判斷，看看是否是由于繞組開路、短路和絕緣損壞的可能。要用繞組變形測量法對變壓器進(jìn)行測量，測量結(jié)果要與變壓器正常工作時的測量波形相比較，如果波形一致說明變壓器沒有問題，如果波形有出入說明變壓器已經(jīng)有所損壞。最后，如果在以上判斷都不能確定變壓器能否繼續(xù)使用的前提下，要進(jìn)行吊心或者吊罩檢查，以判斷變壓器能否正常投入運行，未經(jīng)全面檢查和綜合系統(tǒng)分析，為了保障人民的生命財產(chǎn)安全，變壓器嚴(yán)禁再次投入運行。

3 變壓器近距離出口短路的危害

第一，在變壓器近距離出口短路的瞬間，變壓器內(nèi)會產(chǎn)生強大的短路電流，電流過大會使變壓器嚴(yán)重過熱和產(chǎn)生強大的電動力，對變壓器的繞組和絕緣材料造成變形和燒毀。

第二，變壓器短路會導(dǎo)致變壓器局部放電甚至產(chǎn)生絕緣擊穿事故。在變壓器遇到過電壓時，一旦變壓器的絕緣距離發(fā)生變化或者是固體絕緣受到損傷的情況下，很可能導(dǎo)致變壓器產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象，另外在變壓器的絕緣距離發(fā)生變化或者是固體絕緣受到損傷的情況下，繞組有可能會是層間或雜間短路的狀態(tài)，這甚至?xí)?dǎo)致變壓器發(fā)生絕緣擊穿事故。

4 預(yù)防變壓器近距離出口短路的措施

第一，在變壓器上加裝一些自動檢測投入裝置，并且要盡量保證變壓器開環(huán)運行，以減少變壓器近距離出口短路時流過變壓器內(nèi)部的電流。

第二，對變壓器近距離出口周圍的母線加裝絕緣熱縮套管，比如說對于電壓等級是35kV以及35kV以下的變壓器，從變壓器近距離出口接線樁頭出來的，中、低壓側(cè)電壓等級是35kV以及35kV以下的線路，一直到開關(guān)柜的母線，全部加裝絕緣熱縮套管，這樣不但可以防止外界小動物對變壓器造成的近距離出口短路現(xiàn)象，而且還能更好地保護(hù)變壓器周圍的線路，延長它們的使用壽命，提高供電的可靠性。

第三，對于中、低壓側(cè)為35kV或10kV的變壓器，基于這種變壓器容易絕緣擊穿導(dǎo)致變壓器短路的特點，我們分析了其絕緣擊穿的原因：這種變壓器的中性點屬于小電流接地系統(tǒng)，單項接地時容易發(fā)生諧振過電壓，導(dǎo)致其絕緣擊穿。我們建議在所有變電站電壓互感器的一次側(cè)中性點接地處加裝LXQ（D）——10或LXQ（D）——35的非線性消諧電阻，以防止由于這種變壓器單相接地造成的變壓器近距離出口短路。

第四，對變壓器周圍加裝避雷器。建議加裝的這些變壓器的避雷器、線路避雷器是性能良好的氧化鋅避雷器，并且要對這些變壓器進(jìn)行定期的檢修維護(hù)，防止因為變壓器避雷器的損壞導(dǎo)致變壓器對雷擊等原因產(chǎn)生過電壓的吸收，造成變壓器近距離出口的短路。

第五，對變壓器的保護(hù)配置要不斷合理改進(jìn)和逐步進(jìn)行完善。變壓器的保護(hù)配置的保護(hù)范圍要盡量對變壓器全面覆蓋，一旦變壓器發(fā)生過電流和過電壓時，必須要求這些保護(hù)配置能夠在第一時間切除通過變壓器的過流和過壓，以達(dá)到過流和過壓對變壓器損壞最小的目的。這就要求相關(guān)工作者要科學(xué)合理地計算這些保護(hù)設(shè)備的保護(hù)定值，盡量消除保護(hù)死區(qū)，并且要對系統(tǒng)中的保護(hù)級差縮短到最小，讓斷路器在第一時間內(nèi)跳閘斷電，以達(dá)到過流或過壓對變壓器沖擊時間最短的目的。

第六，減少短路電流對變壓器的沖擊次數(shù)，對于一些雙電源線路和一些永久性故障多的配電線路，為減少短路電流對變壓器的沖擊次數(shù)，應(yīng)盡量減少用短路器重合閘的次數(shù)。

第七，降低變壓器的短路電流，首先在變壓器的選型階段，要選用正規(guī)廠商提供的變壓器，并且要盡量選用一些短路阻抗高并且抗近距離出口短路能力強的變壓器，此外對于變壓器的主接線方式要科學(xué)合理，盡量降低變壓器的短路電流。endprint

第八，對變壓器室外中、低壓側(cè)支柱上絕緣子的選型要科學(xué)合理。建議采用外表涂刷常溫固化硅膠且爬距比較大的絕緣子作為變壓器室外中、低壓側(cè)支柱上絕緣子，防止因某種原因引起絕緣子擊穿導(dǎo)致變壓器近距離出口處發(fā)生短路現(xiàn)象。

第九，加強對變壓器部分部件的技術(shù)監(jiān)測。具體監(jiān)測部件主要包括對變壓器室內(nèi)母線以及絕緣子定期開展耐壓試驗和清掃工作，對變壓器周圍的避雷器要定期地開展在線監(jiān)測，對高壓開關(guān)設(shè)備SF6氣體也要進(jìn)行在線監(jiān)測，以確保它們都絕緣良好，及時掌握各個設(shè)備的運行情況，以防由于絕緣不良而引起變壓器的近距離出口短路。

第十，對變壓器加強運行維護(hù)工作，尤其是對事故頻發(fā)的輸電線路和配電線路加強運維管理，有些危險地段的絕緣子可以考慮使用合成絕緣子，以避免由于運維管理不到位，絕緣部位發(fā)生故障，導(dǎo)致變壓器近距離出口處發(fā)生短路，

第十一，要加強輸電線路和配電線路的巡視工作，要建立固定的巡視團(tuán)隊，這些團(tuán)隊要定期地對輸電線路和配電線路進(jìn)行巡視，一旦發(fā)現(xiàn)有雜物掛在輸電線路上或有過高的樹木、竹子影響到輸電線路和配電線路時，對這些雜物、樹木或竹子要及時清理和砍伐，防止由于輸電線路接地導(dǎo)致變壓器近距離出口短路或者是引起變壓器的過電壓，導(dǎo)致變壓器發(fā)生損壞。

5 結(jié)語

經(jīng)驗表明，變壓器的繞組變形具有累加效應(yīng)，一旦發(fā)現(xiàn)變壓器出現(xiàn)繞組變形的情況就要立刻采取處理措施，如果不及時處理，將會導(dǎo)致變壓器繞組的惡性循環(huán)。尤其是對一些繞組已有變形但仍在運行的電力變壓器來說，雖然變壓器絕緣擊穿事故并不意味著立刻發(fā)生，但這種變壓器已經(jīng)存在了很大的安全隱患，當(dāng)這種變壓器再次受到即使很小的過電流或過電壓沖擊時，變壓器絕緣擊穿事故隨時都可能發(fā)生，導(dǎo)致變壓器出口發(fā)生短路，影響到供電企業(yè)的供電穩(wěn)定性和可靠性，因此，我們要多學(xué)習(xí)一些預(yù)防變壓器近距離出口短路的措施，對變壓器進(jìn)行及時的維護(hù)和檢修，以便電能這項綠色清潔能源能夠更好地為我們的學(xué)習(xí)、工作和生活

服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：楊勇（1975-），男，山西五臺人，國網(wǎng)山西省電力公司忻州供電公司助理工程師。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）endprint